臥式專用攻絲機床設計論文

1、. . . . 摘要在工業(yè)高速發(fā)展的現代化浪潮中，各種機械設計和制造業(yè)中，專用機床的應用越來越廣泛，越來越轉化為生產力，從這個意義上講，對專用機床的研究具有重要的現實意義。本課題是針對某型號汽車變速箱箱體設計一臺臥式專用攻絲機床。所設計的機床需完成對箱體端面6個M10-6H孔的攻絲這一道工序。經過設計計算完成了機床總體方案的確定，切削用量的計算，合理的選擇刀具，與著重設計計算專用機床的多軸箱，并校核傳動部件。繪制機床尺寸聯系圖，多軸箱裝配圖和多軸箱體加工圖。使設計的機床結構簡單、使用方便、效率高、質量好。關鍵詞：專用機床，通用部件，機床尺寸聯系圖，攻絲，多軸箱ABSTRACTWith the

2、high development of the industry in the wave of modernization.In a variety of mechanical design and manufacturing.Machine tools is more and more widely used,and more and more be into productivity.In this sense, of machine tools has important practical significance.This issue is about designing a hor

3、izontal special tapping machine for a type of automobile transmission box.The machine is designed to be completed tapping 6 M10-6H hole for the end of box.With designing and calculationding,determining the machine overall program, calculation of cutting parameters, reasonable choice tool, emphasis o

4、n design and calculation the special machineof multi-axle, check transmission parts are Need to be done. And should be draft machine size relationship drawing, multi-axle assembly drawing and processing of multi-axis box drawing. Let the design of the machine structure be simple, easy to use, high e

5、fficiency, and good quality.Keywords:special machine,general components, machine size relationship drawing,tapping,Multi-axle目 錄1 緒論.11.1 選題背景與其意義.11.2 本課題設計方向.12 概述.32.1 專用機床與其特點.32.2 專用機床國外研究現狀.43 攻絲專用機床總體設計.73.1 專用機床方案確定.73.2 確定切削用量.83.3 專用機床總體設計.104 多軸箱設計.244.1 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求. .244.2 確定各軸上齒輪的齒數與模

6、數.244.3 潤滑油泵的安置.304.4 手柄軸的安置.304.5 攻螺紋行程的控制.304.6 確定各軸上齒輪的排布.324.7 多軸箱坐標驗算.344.8 傳動件的計算校核.385 結論.49參考文獻.50致.51 48 / 521 緒論1.1 選題背景與其意義傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀，單工位，單軸，單面加工，生產效率低且加工精度不穩(wěn)定，專用機床能夠對一種（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在專用機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削、鏜削、磨削、攻絲等工序，生產效率高，加工精度穩(wěn)定。近些年來，專用機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器、儀表、縫紉機、自行車、閥門、礦山機械、冶

7、金、航空、紡織機械與軍工等部門已獲得了廣泛的使用。專用機床最適用于大批量生產的部門，但目前在一些中、小批量生產部門也已開始推廣使用。專用機床最適宜于加工殼體類零件，例如汽缸蓋、汽缸體、變速器殼體、電機座等。這些零件從平面到孔的全部加工工序，幾乎都可以由專用機床來完成。對于軸套類、輪盤類、叉架類與蓋板類零件的部分加工工序。也都可以由專用機床來完成。本課題針對某型號汽車變速箱箱體設計臥式專用攻絲機床，有利于提高大批量生產的變速箱的生產效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約社會資源。專用機床的設計能使我們綜合運用機械制造的基本理論，并結合生產實踐中學到的技能知識，獨立的分析和解決問題，也是熟悉和運用有關手冊

8、、圖表等技術資料與編寫技術文件的一次實踐機會。1.2 本課題設計方向專用機床是按系列化標準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀與加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機床。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，從而縮短了設計和制造的周期，因此，專用機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到了廣泛的應用，并可用以組成自動生產線。在專用機床諸多零件中，多軸箱與專用機床密切相關，是專用機床的重要組成部件。它是選用通用零件按專用要求設計的，所以是專用機床設計過程中工作量較大的零部件，就多軸箱設計來說，工作量主要集中在傳動系統(tǒng)的設計上，軸的設計必須保證各軸的轉速、旋向、強度和剛度，

9、而且應當考慮有無讓刀，有無調位機構等。因此，本課題基于使設計出的機床結構簡單、使用方便、效率高、質量好提出的要求，著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機床工序集中程度，合理地選擇專用機床的通用部件，恰當的專用機床的配置型式，合理地選擇切削用量，以與工具、刀具與主軸箱就是本次設計主要容。具體的工作就是要制定工藝方案，進行機床結構方案的分析和確定，進行專用機床總體設計，專用機床的部件設計，使其具有工程意義，實現其在實際應用中的價值。本設計完成后必須包括機床聯系尺寸總圖、專用機床多軸箱裝配圖、多軸箱箱體圖各一，折合A0圖紙共2。此外，設計說明書需1.5萬字。2 概述2.1 專用機床與其特點專用機床是由

10、大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在專用機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削與滾壓等工序，生產效率高，加工質量穩(wěn)定。專用機床與通用機床，具有以下特點：（1）專用機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的，因此設計和制造的周期短，投資少，經濟效果好。（2）由于專用機床用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產效率高，產品質量穩(wěn)定，勞動強度低。（3）專用機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結構穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。（4）在專用

11、機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。（5）當被加工產品更新時，采用其他類型的專門機床時，其大部分部件要報廢。用專用機床時，其通用部件和標準零件可以重復利用，不必另行設計和制造。（6）專用機床易于聯成專用機床自動線，以適應大規(guī)模的生產需要2。圖2-1表示由通用部件和少量專用部件組成的臥式專用機床。圖2-1 臥式專用機床與其組成部件1中間底座；2夾具；3主軸箱；4動力箱5滑臺；6滑座；7床身（側底座）專用機床常用的通用部件有：動力部件、輸送部件、支承部件、控制部件和輔助部件。其中動力部件有4種：（1）主運動動力部件動力箱、多軸箱

12、、單軸頭；（2） 進給運動部件液壓滑臺、機械滑臺； （3） 既能實現主運動又能實現進給運動的部件動力頭；為單軸頭變化主軸轉速的跨系列通用部件。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是專用機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件設計，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主軸、傳動軸、齒輪和箱體等）是通用的。床身、立柱、中間底座等是專用機床的支承

13、部件，起著機床的基礎骨架作用。專用機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺的重復定位精度直接影響專用機床的加工精度。除了上述主要部件之外，專用機床還有各種控制部件，主要是控制機床按順序動作，以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。專用機床的通用部件，絕大多數已頒布成國家標準，并按標準規(guī)定的名義尺寸、主參數、互換尺寸等定型，各通用部件之間有配套關系。因此，在進行本設計時，主要根據被加工零件的尺寸、形狀和技術要求等來完成專用機床的整體設計。2.2 專用機床國外研究現狀1952年美國生產出了第一臺數控機床，此后，日本、德國、意大利等國家的一些機床的制造廠家應用機電一體化技

14、術，相繼推出了各種先進的機床。目前，螺紋加工機床已經與液壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)和數控系統(tǒng)結合生產出了很多先進的攻絲機，例如西班牙的CMA攻絲機系列等。目前，機床加工正在向復合化，高速化，精密化，高效能化，智能化，環(huán)?；较虬l(fā)展而螺紋加工正在向高效率，高自由度，高生產率，高自動化，高定位速度和高切削速度，低成本方向發(fā)展1。專用機床的出現只有50年的歷史。我國專用機床事業(yè)是從無到有、逐漸發(fā)展起來的，從1956年開始自行設計、制造了專用機床并得到很大發(fā)展。如、等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也有新的發(fā)展。國家重點地安排了一批工廠，如機床廠、機床廠、大河機床廠、機床廠、第十機床廠等20多個工廠，生產專用機床通用部

15、件，為全國各地機械加工部門用專用機床武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。專用機床制造技術由過去的以機加工為主的單機與自動線向綜合成套方向轉化。專用機床行業(yè)通過技術成套帶動裝備成套。加強了相應配套技術與產品的研究開發(fā)，發(fā)展了清洗機、試驗機、裝配擰緊機、測量機等產品，開發(fā)了自動排屑、大流量、冷卻液過濾等技術；專用機床的控制技術由傳統(tǒng)的程序控制技術想數控、計算機管理與監(jiān)控方向發(fā)展。專用機床行業(yè)生產的專用機床的控制技術，已完成了由接觸器到繼電器控制向可編程序控制器的轉變，從而大大提高了專用機床的工作可靠性，使故障大為降低；專用機床的開發(fā)設計手段由過去的人工設計，轉向計算機輔助設計（CAD）。目前，機床廠、機

16、床廠、機床集團公司、第二機床廠、第二機床廠，機床廠和專用機床所等，在專用機床設計中開始應用CAD技術，可完成多軸箱、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的輔助設計與繪圖。國專用機床行業(yè)雖然取得了較大的進步與發(fā)展，但是，在制造技術高速發(fā)展的今天，由于基礎薄弱，從整體上看，也國外先進水平、與國用戶的要求還存在著一定的差距，主要表現在：產品可靠性較差，可調可變性較差，缺少必要的適應多品種加工的新品種，系列化、通用化、模塊化程度低，致使制造周期過長，滿足不了用戶要求1?？v觀世界四大機床展覽會（歐洲的EMOE、美國的芝加哥展IMTS、日本的國際機床展JIMTOF、中國的國際機床展CIM）的概況，可以從中看到未來機床的發(fā)展

17、乃是進一步開發(fā)“三高”（高精度、高效率、高自動化）和“三性”（多樣性、成套性、綜合性）的機床，著對專用機床的發(fā)展無疑是個極大的促進。為此，專用機床技術未來的發(fā)展應著重于以下幾個發(fā)面。（1）提高生產率。目前專用機床與自動線的生產效率雖在不斷提高，但自動線工作循環(huán)時間很不平衡，一般為12min，有的只用1030s，潛力較大。提高生產率的主要方法是改善機床布局，增加同時工作的刀具，減少加工余量，提高切削可靠性以與縮短輔助時間等。未來減少自動線的停車損失，可提高自動線的柔性，采用電子計算機進行自動線的管理。（2）擴大工業(yè)圍?，F在專用機床與其自動線一般以不是完成一個工件的某幾道工序，而常常用于完成工件的

18、全部加工工序。除過去完成平面銑削、鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、鏜孔外，現在已擴大到能完成車削、仿形車削、磨削、拉削、精鏜以與非切削加工（如檢查、自動裝配、清洗、試驗以與打印分類等）工作。（3）提高加工精度。在專用機床與其自動線上納入很多精加工工序，如進行1級孔的精鏜，保證孔的加工位置精度在0.02mm等。為了使自動線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自動測量和自動補償技術，能做到調刀不停車。（4）提高自動化程度。專用機床本身是向全自動方向發(fā)展，越來越多的專用機床用于組成自動線。因此，重點需要解決工件夾壓自動化和裝卸自動化。（5）提高專用機床與其自動線的可調性。這是以中小批量甚至單件生產為對象的，大多

19、是采用數控技術來提高其可調性。例如，自動換刀和自動控制切削用量的專用機床與可自動更換多軸箱的專用機床。（6）創(chuàng)造超小型專用機床。為了適應儀表工業(yè)加工小型箱體的需要，應積極創(chuàng)制超小型專用機床。這種機床可由超小型氣、液壓動力部件配置而成，體積小、效率高，并能達到高的加工精度。（7）發(fā)展專能專用機床與自動線。這種機床不要每次按具體對象專門設計，可以作為通用品種成批生產，用戶根據自己需要，配上刀具與工藝裝備，即可組成加工一定對象的高效機床。（8）除以上機械加工中的發(fā)展之外，專用機床的重要發(fā)展方向是非機械加工當中的自動檢測技術，它為專用機床擴大工業(yè)圍、提高使用價值，增添了新的途徑?？傊?，經過幾十年的發(fā)展

20、，我國的專用機床專業(yè)正以豪邁的步伐向著世界先進水平邁進?？梢灶A期，隨著技術的不斷發(fā)展和人們的不懈努力，新型、完善的專用機床的投入和使用，將有力地推動全國人民去實現工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現代化，而專用機床技術必將在新的世紀獲得更大的發(fā)展，以新的姿態(tài)矗立于新世紀的前沿。3 攻絲專用機床總體設計3.1 專用機床方案確定3.1.1 被加工零件特點被加工零件材料為HT200，硬度為HB170-241，攻絲孔徑為M10的6個盲孔，孔深15mm，6個孔在2個圓上規(guī)律分布。被加工零件圖如圖3-1所示。圖3-1 汽車變速箱箱體零件圖3.1.2 機床布局確定工件底面為主要定位面。底面用2個支承塊支撐，用圓柱銷

21、和圓錐銷定位。裝夾方便、平穩(wěn)，故可采用臥式機床。3.1.3 工件定位基準的確定由于工件采用底面為定位面，根據該零件的特點，可采用一面兩孔定位。3.1.4 夾壓表面與夾緊方式由于工件的加工面是箱體的前端面，又是屬于大批量生產，所以采用上頂面氣壓加緊。3.2 確定切削用量3.2.1 選擇切削用量由于攻絲孔徑只有M10一種，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進給量一樣。根據參考文獻10表7-18查得：高速鋼絲錐攻絲切削速度查機械加工工藝手冊得：M10的螺紋間距 ，攻絲主軸轉速，切削速度： （3-1） 滿足要求每分鐘進給量 （3-2）式中 主軸系統(tǒng)的進給量（）；絲錐每分鐘自行引進量（）；

22、絲錐每分鐘轉速（）；絲錐的螺距（）。3.2.2 確定F.P.T（1）切削轉矩的計算根據文獻2表6-20查得： （3-3）式中 工件螺距（）；加工直徑（）。（2）切削力的計算 （3-4）總切削力（3）切削功率的計算根據文獻2表6-20查得： （3-5）式中 切削轉矩（）切削速度（）；加工直徑（）?？偣β士紤]到功率損失，3.3 專用機床總體設計專用機床是由一系列的通用部件與特點的專用部件組成的?？傮w設計中包括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸總圖和編制生產率計算卡等。3.3.1 被加工零件工序圖（1）被加工零件工序圖的作用與容被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示一臺專用機床或自動

23、線完成的工藝容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度與技術要求、加工用定位基準、夾壓部位與被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此，它是在原零件圖基礎上，突出本機床或自動線的加工容，加上必要的說明繪制成的。它是專用機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件。圖上應表示出：1 被加工零件的形狀和輪廓尺寸與與本機床設計有關的部位的結構形狀與尺寸。尤其是當需要設置中間導向套時，應表示出零件部的肋、壁布置與有關結構的形狀與尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。2 加工用定位基準、夾壓部位與夾壓方向。以便依此進行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、

24、限位、夾緊、導向系統(tǒng)的設計。3 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度與技術要求，還包括本道工序對前道工序提出的要求（主要指定位基準）。4 必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量與加工部位的余量等。（2）繪制被加工零件工序圖的注意事項1 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機床的加工容。繪制時，應按一定比例，選擇足夠的視圖與剖視圖，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓與與機床、夾具設計有關的部位（用細實線）表示清楚。凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應在尺寸數值下方畫粗實線標記。加工用定位基準、機械夾壓位置與方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號表示出來

25、。2 加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。為便于加工與檢查，尺寸應采用直角坐標系標注，而不采用極坐標系。但有時因所選定位基準與設計基準不重合,則需對加工部位要求的位置尺寸精度進行分析換算。此外，應將零件圖上的不對稱位置尺寸公差應換算成對稱尺寸公差，其公差數值的決定要考慮兩方面，一是要能達到產品圖紙要求的精度，二是采用專用機床能夠加工出來。3 應注明零件加工對機床提出的某些特殊要求2。圖3-2即為本次設計臥式專用攻絲機床所要加工零件的工序圖：圖3-2 被加工零件工序圖3.3.2 加工示意圖（1）加工示意圖的作用和容零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工

26、過程，刀具、輔具的布置狀況以與工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程與工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是專用機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設計與通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺專用機床布局和性能的原始要求，同時還是調整機床、刀具與試車的依據。其容為：1 應反映機床的加工方法、加工條件與加工過程。2 根據加工部位特點與加工要求，決定刀具類型、數量、結構、尺寸（直徑和長度）。3 決定主軸的結構類型、規(guī)格尺寸與外伸長度。4 選擇標準的或設計專用的接桿、浮動卡頭、導向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結構、參數與尺

27、寸。5 標明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導向）與工件之間的聯系尺寸、配合與精度。6 根據機床要求的生產率與刀具、被加工零件材料特點等，合理確定并標注各主軸的切削用量。7 決定機床動力部件的工作行程與工作循環(huán)。（2）加工示意圖的畫法與注意事項1 加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結構的展開圖，加工表面用粗實線畫。為簡化設計，一樣加工部位的加工示意（指對同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全一樣），允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結構尺寸一樣的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標注軸號（與工件孔號相對應）。當軸數較多時，可縮小比例，用細實線畫出

28、工件加工部位的外形簡圖，并在孔旁標注孔號，以便設計和調整機床。2 一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制。當被加工孔間距很小或需設置徑向結構尺寸較大的導向裝置時，相鄰主軸必須嚴格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導向是否干涉。3 主軸應從主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應畫開始位置）。標準的通用結構只畫外形輪廓，但須加注規(guī)格代號。對一些專用結構，為顯示其結構而必須剖視，并標注尺寸、精度與配合2。（3）刀具選擇根據攻絲孔的深度與直徑大小，并結合加工條件與要求，根據機械加工工藝手冊，選擇的刀具為絲錐，其直徑為。絲錐的具體結構和尺寸如圖3-3所示：圖3-3 絲錐

29、外形圖 圖中：d=10mm；d1=8mm；l=24mm；L=70mm。(4)初定主軸型式、尺寸和外伸長度攻螺紋類主軸按支撐型式分兩種：1）前后支撐均為圓錐滾子軸承主軸。2）前后支撐均為推力球軸承和無環(huán)滾針軸承的主軸。本設計中，采用第一種前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。攻螺紋圓錐滾子軸承主軸材料采用40Cr鋼。根據文獻2表3-5（攻螺紋主軸直徑的確定）查得： (3-6)加工鑄鐵時T=0.195DP式中 d主軸直徑（mm） T轉矩（N·m） D螺距大徑（mm） P螺距（mm）當螺紋為M8，扭矩時，主軸直徑（與相近）再查表4-2（通用攻螺紋主軸系列參數與其型號標記）， 確定主軸直徑：攻絲靠模

30、規(guī)格代號：2具體結構如圖3-4所示：圖3-4 主軸外伸圖(5)攻絲專用機床結構方案的確定通用機床加工螺紋的特點是主運動和進給運動之間保持嚴格的傳動比關系，即聯系傳動。攻絲專用機床也不例外。根據實現聯系傳動系統(tǒng)所選用的機構不同，攻絲專用機床可以分為下列兩大類:1 采用攻絲動力頭的攻絲專用機床當被加工零件的孔數量較多，深度不大，且全部為攻絲攻絲工序時，可采用攻絲動力頭。攻絲動力頭結構復雜。傳動誤差大，攻絲卡頭不易完全補償，所以加工精度低。加工的螺孔精度一般低于3級，因此未能得到廣泛的應用。2 采用攻絲靠模裝置的攻絲專用機床用攻絲靠模裝置加工螺紋的特點是，攻絲主軸系統(tǒng)的進給運動由攻絲靠模機構得到?？?/p>

31、模機構由靠模螺桿和靠模螺母組成，其螺距應等于被加工螺孔的螺距，當靠模螺桿沒轉一轉時，則帶動絲錐向前進給一個螺距，要求盡量接近。攻絲靠模應用于攻絲裝置中的情況如圖3-5所示。從圖中可見，電機傳動主軸通過靠模螺桿帶動絲錐回轉，靠模螺桿5通過攻絲接桿6與絲錐連接，攻絲接桿6是攻絲主軸靠模系統(tǒng)進給量與絲錐自行引進量的補償環(huán)節(jié)。圖3-5 攻螺紋裝置結構示意圖當主軸與靠模螺桿5正轉時，由于靠模螺母4的作用，使靠模螺桿按螺母的螺距帶動絲錐進給，攻絲結束后，主軸反轉，絲錐退回。此種攻絲方法，靠?？梢越浤ブ频玫捷^準確的螺距，由于靠模桿帶動絲錐進給比較輕巧，再加上又有攻絲接桿補償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進的進

32、給差，則攻絲時可得到較高的精度（一般可加工出2級精度螺孔）。與攻絲動力頭比較，攻絲裝置除了具有結構簡單，制造成本較低的特點外，還由于每根靠模桿都各自具有自己的螺距數值，因此可用一個攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量。所以，在本題中采用攻絲靠模裝置的攻絲專用機床。（6）攻絲靠模裝置攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進給運動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的攻絲靠模裝置安其使用條件不同，分為、兩種。第類攻絲靠模（即T0281）適用于單獨完成攻絲工序的攻絲裝置上，尤其在用于組成固定式攻絲裝置時，具有較好的敞開性，裝卸、調整都很方便、因此。常把靠模頭設計

33、成一個加大了厚度的專用的多軸箱前蓋，并將它直接緊固在攻絲多軸箱的前端組成攻絲裝置。第類攻絲靠模（即T0282）適用于組成活動攻絲模塊，并同鉆、攻復合多軸箱配合使用，以實現在一個多軸箱上和其它刀具配合，同時完成攻絲和其它工序的加工。由于本次設計的專用攻絲機床，屬于單獨完成一個工序，又是大批量生產，所以選用第類攻絲靠模裝置（T0281型）這類靠模裝置用于組成固定式攻螺紋裝置時，有較好的敞開性，裝卸和調整較為方便。松開壓板后，整套靠模就可以很方便地從靠模頭前端抽出，利用攻螺紋卡頭上的調整螺母，能方便地調整絲錐的軸向位置。缺點是軸向尺寸很大。其具體結構如圖3-6所示。動力由攻螺紋主軸通過雙鍵傳到攻螺紋

34、靠模桿1，再經平鍵傳遞給攻螺紋卡頭8上的絲錐?？磕Ｂ菽?通過結合子6和彈簧5裝在套筒2，套筒由壓板3壓在靠模板上。攻螺紋時，靠模桿一邊轉動一邊向前移動，其進給量與絲錐進給量一樣（兩者螺距制造得一樣）。壓板3的壓力調整要適當，只有這樣，當絲錐遇阻，阻力矩增大時，靠模螺母才能隨套筒2一起打滑并與靠模桿同步回轉而使進給停止，避免損壞絲錐和傳動件。考慮到在制造靠模螺母和絲錐時不可能把他們的螺距加工得完全一樣，因此在如圖3-3-2-4所示的攻螺紋卡頭和攻螺紋靠模套筒2均裝有壓力彈簧5，使芯桿1和靠模干1在需要時能作微量的軸向竄動以補償他們之間的螺距誤差。 （7）選擇攻絲卡頭攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸

35、（或靠模裝置），其主要作用是：1 保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動對中，并保證絲錐順利引進。補償絲錐每分鐘引進量與攻絲主軸（或靠模裝置）每分鐘進給量之差值，保證絲錐引進與攻絲裝置進給同步。 因此，要求攻絲卡頭有很好的定心性與補償靈活性，徑向尺寸應較小，以適應中心距小的螺孔加工。其具體結構如圖3-7所示。 1-靠模桿 2-套筒 3-壓板 4-襯套 5-彈簧 6-結合子 7-靠模螺母 8-攻螺紋卡頭圖3-6 T0281型攻螺紋靠模裝置1卡頭芯桿 2銷 3罩套 4卡頭體 5壓力彈簧圖3-7 攻螺紋卡頭（8）動力部件工作循環(huán)與行程的確定動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位

36、置，又返回到原位的動作過程。圖3-8 工作循環(huán)圖1 工作進給長度的確定 式中：工作進給長度 切入長度 加工長度切出長度 切入長度一般為510mm，取8mm。 切出長度為0。=15+8=23mm 2 快速引進長度確定快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度由具體情況確定。本工序選取快速引進長度為77mm。3 動力部件總行程的確定動力部件總行程為快退行程和前后備量之和。總行程為400mm，前備量為40mm，后備量為260mm。3.3.3 機床聯系尺寸圖（1）聯系尺寸圖的作用與容一般來說，專用機床是由標準的通用部件動力滑臺、動力箱、各種工藝切削頭、側底座、立柱、立柱底座與中間底座加上專用部

37、件主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯系和運動關系，以檢驗機床各部件的相對位置與尺寸聯系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設計提供依據。聯系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式與總體布局。聯系尺寸圖的主要容如下：1 以適當數量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓與相對位置，表明機床的配置型式與總體布局，主視圖的選擇應與機床實際加工狀態(tài)一致。2 圖上應盡量減少不必要的線條與尺寸，但反映各部件的聯系尺寸、專用部件的主要輪廓

38、尺寸、運動部件的極限位置與行程尺寸，必須完整齊全。各部件的詳細結構不必畫出，留在具體設計部件時完成。3 為便于部件設計，聯系尺寸圖上應標注通用部件的規(guī)格代號、電動機型號、功率與轉速，并注明機床部件的分組情況與總行程2。（2）選擇動力箱確定攻絲電機功率時，應考慮到絲錐鈍化的影響，一般按計算功率的倍選取。根據前面計算功率，即，且考慮到攻絲時對轉速要求較低，如果選用的電動機轉速過高，將導致傳動比較大，使機床結構龐大，不利于成本的降低，一般采用同步轉速為左右的電動機。根據專用機床設計簡明手冊表5-38選用動力箱型號為，電動機型號為，電動機的功率為，（為電動機安裝端面至罩殼后面間的軸向長度）。根據前面計

39、算的行程與總切削力，選擇動力滑臺為型，行程為，臺面寬度，臺面長度，最大進給力，工進速度，快速移動速度。根據型動力滑臺，選擇滑臺側底座為型，二級進給與壓力繼電器型號為，導軌防護裝置型號為。（3）機床裝料高度機床裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。為提高通用部件與支承部件的剛度并考慮自動線設計時中間底座要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的專用機床標準推薦裝料高度，與國際標準一致。在現階段設計專用機床時，裝料高度可根據具體情況在之間選取。由于受工件最低孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座等尺寸的限制（底座上平面到液壓滑臺平面高度為，中間底座高度為），所依本設計的機

40、床裝料高度。（4）中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據選定的動力箱滑臺、側底座等標準的位置關系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長度應圓整，并按優(yōu)選數系選用。攻絲時需要使用冷卻液，應使空余邊緣尺寸不小于。中間底座長度方向尺寸可按下式確定： （3-7）式中 加工終了位置，主軸箱端面至工件端面間的距離，本設計中；主軸箱厚度，本設計；工件沿機床長度方向的尺寸，本設計；加工終了位置，機床長度方向上主軸箱超出動力滑臺的長度，本設計；加工終了位置，滑臺前端面至滑座前端面的距離，對于通用的標準動力滑臺，尺寸的最大圍為。本設計；滑座前端

41、面至側底座前端面的距離，本設計。根據，查文獻10表7-10（中間底座主要尺寸）：選定中間底座長為又根據被加工零件的寬度為，以與其他聯系尺寸，選定中間底座寬度為。中間底座的長寬為。（5）確定多軸箱輪廓尺寸標準通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度和高度與最低主軸高度。如圖3-9所示，被加工零件輪廓以點劃線、多軸箱輪廓用粗實線表示。多軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關，可按下式確定： （3-8） （3-9）式中 工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（）。最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）。工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（）。最低主軸高度（）。圖3

42、-9 多軸箱輪廓尺寸確定為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦，取。主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置（）、機床裝料高度（）、滑臺滑座總高（）、側底座高度（）等尺寸之間的關系而確定。對于臥式專用機床，要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦：取 根據上述計算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定多軸箱輪廓尺寸為（6）機床聯系尺寸圖繪制注意事項1 畫主視圖時，主視圖的圖形布置應與實際機床工作布置一致，并選擇合適比例。為便于機床的調整和維修，滑座與側底座之間需加厚的調整墊。2 機床各主要組成部件的輪廓尺寸與相關聯系尺寸必須標注的完整、恰當，應使機床在長、寬、高三個方向的尺寸鏈封閉。3 應

43、注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關系。4 應注明電動機的型號、功率、轉速與所選標準通用部件的型號規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對組成機床的所有部件進行分組編號，作為部件和零件設計的原始依據2。3.3.4 機床生產率計算卡根據選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進與工進速度等，就可以計算機床的生產率并編制生產率計算卡，用以反映機床的加工過程，完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產率與機床的負荷率等。它是用戶驗收機床生產效率的重要依據。 （1）理想生產率理想生產率（單位為件/h）是指完成年生產綱領A（包括備品與廢品率）所要求的機床生產率。它與全年工時總數

44、有關，一般情況下，單班制取2350h，則 （3-10）本設計中，生產綱領為100000件/年，即A=100000件 （2）實際生產率 實際生產率 （單位為件/h）是指所設計機床每小時實際可生產的零件數量。即 （3-11）式中 生產一個零件所需時間（min），可按下式計算： （3-12）式中 、分別為刀具第、第工作進給行程長度（）；、分別為刀具第、第工作進給速度（）；當加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，動力滑臺在 死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉轉所需的時間（）；、分別為動力部件快進、快退行程長度（）；動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取，液壓動力部件??；直線

45、移動或回轉工作臺進行一次工位轉換的時間，一般可取 ；工件裝、卸（包括定位、夾壓與清除鐵屑等）時間，它取決于工件重量大小、裝卸的方便性與工人的熟練程度。根據各類專用機床的統(tǒng)計，一般取。 件h機床實際生產率滿足理想生產率要求。（3）機床負荷率 當時，機床負荷率為二者之比。即 （3-13）根據專用機床的使用經驗，適宜的機床負荷率為。該負荷率滿足要求。（4） 生產率計算卡 編制生產率計算卡如下表：表3-1 專用機床成產率計算卡被加工零件圖 號毛坯種類鑄件名 稱變速箱殼體毛坯重量材 料HT200硬 度180220HBS工 序 名稱右端面鉆孔工 序 號序號工步名稱加工零件數加 工直徑（mm）加工長度（mm

46、）工作行程（mm）切削速度（m/min）轉速(r/min)進給量(mm/r)進給速度(mm/min)工時(min)機加工時間輔助時間共計1裝卸工件1112滑臺快進7780000.00960.10.10963多軸箱工進237.82501.53750.0610.040.1014滑臺快退10080000.01250.0125備注裝卸工件時間取決于操作者的熟練程度，本機床計算時取1min機床生產率總計1.223單件工時1.223機床生產率49.06件/小時機床負荷率86.7%4.多軸箱設計多軸箱傳動系統(tǒng)設計，是根據動力箱驅動軸位置和轉速、各主軸位置與其轉速要求，設計傳動鏈，把驅動軸與各主軸連接起來，使

47、各主軸獲得預定的轉速和轉向。4.1對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求（1）在保證主軸的強度、剛度、轉速和轉向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數量為最少。因此，應盡量用用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當中心距不符合標準時，可采用變位齒輪或略微改動傳動比的方法解決。(2)盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質量。遇到主軸分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷較小、加工精度要求不高時，可用一根強度較高的主軸帶動12根主軸的傳動方案。(3)為使結構緊湊，主軸箱齒輪副的傳動比一般要大于1/2（最佳傳動比為11/1.5），后蓋齒輪傳動比允許取至1/31/3.5；盡量

48、避免用升速傳動。當驅動軸轉速較低時，允許先升速后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉速較小，結構緊湊，但空轉功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經常采用升速傳動。(4)用于粗加工主軸上的齒輪，應盡可能設置在第排，以減少主軸的扭曲變形；精加工主軸上的齒輪，應設置在第排，以減少主軸的彎曲變形。(5)多軸箱具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅動軸齒輪傳動開始，就分兩條加工路線，以免影響加工路線。(6)驅動軸直接帶動的傳動軸數不能超過兩根，以免給裝配帶來困難2。4.2確定各軸上齒輪的齒數與模數本次設計中，各主軸轉速：，主軸直徑：。圖4-1 多軸箱傳動樹形圖傳動系統(tǒng)設計時，湊配齒輪需要用到齒輪傳動的一些基本公式，這些公式如下：u= = (4-1) A = = (4-2) (4-3) (4-4) (4-5) (4-6) 式中 u嚙合齒輪副傳動比； S嚙合齒輪副齒數和； z、z分別為主動和從動齒輪齒數； n、n分別為主動和從動齒輪轉速，單位為r/min； A齒輪嚙合中心距，單位為mm； m齒輪模數（1） 驅動軸0傳動軸7的齒輪參數計算設計：驅動軸上齒輪參數規(guī)定為：，。取，并由圖4-